新型熔剂制造技术

本发明专利技术涉及采用氟锌酸碱金属盐或碱金属氟化物／氟化锌的混合物基熔剂在至多达６００℃的温度下焊接由铝和铝合金制成的构件。同时还可使用其它助熔剂例如氟铝酸钾。氟锌酸碱金属盐熔剂，尤其是氟锌酸钾和氟锌酸铯熔剂不仅起熔剂的作用，还起改善表面的作用，其中锌和碱金属氟铝酸盐沉积在构件的表面上。本发明专利技术也涉及氟锌酸碱金属盐基的新型熔剂。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接铝和铝合金的新型熔剂、一种焊接方法和焊接了的构件。由铝或铝合金零件构成的部件(例如汽车发动机冷却器或热交换器)是通过焊接(硬纤焊)这些零件制成的。使用氟铝酸盐基熔剂的优点是无需氧化结合需彼此焊接在一起的构件的表面。基于氟铝酸钾的熔剂特别适用于铝或贫镁铝合金。英国专利1438955公开了这种方法。例如Willenberg的US-A 4428920和Meshri的US-A 5318764以及Kawase的US-A 4579605公开了相应熔剂的制备方法。包括铯的氟铝酸盐在内的熔剂例如公开在Suzuki的US-A 4670067和Shimizu的US-A 5171377中。还可包括氟铝酸钾熔剂的这类熔剂特别适合于焊接高镁含量的铝合金。焊接是按如下方式进行的在需焊接的构件上涂覆一种诸如悬浮体形式的熔剂以及一种焊剂。将构件在要求的位置上接合并加热。首先熔化熔剂并净化表面，然后熔化焊剂。接着冷却构件。US-A 5190596指出可用熔剂代替金属焊剂，在焊接时，它们与铝形成低共熔混合物。合适的金属是铜、锌和锗，尤其是硅。添加一定量的某些氟硅酸金属盐则可不使用焊剂金属(参见EP-A 810057和德国专利申请19636897．9)。在后一份专利申请中公开了一种氟铝酸钾熔剂和氟硅酸钾的混合物，其中氟硅酸钾的含量为6-50重量％，不含焊剂。在本文开始述及的英国专利说明书1438955中阐述了在熔剂中允许有少量的、至多达5摩尔％的碱金属氟化锌存在。但是，这种物质的存在对降低熔点绝对没有好处，相反会有多方面的影响，使熔点提高。Haramaki的US-A 4645119公开了一种基于氟铝酸钾的熔剂，含有3-30重量％ZnF2，尤其是以KZnF3的形式存在。氟化锌在焊接温度下分解，金属锌覆盖焊接零件或需彼此焊接在一起的构件的整个表面，并使铝具有良好的防腐作用。本专利技术的任务是，提供一种新型的使用方法以及一种新型的、为此可使用的熔剂。这些任务是通过本专利技术的方法、新型助熔剂和新型熔剂解决的。在复合氟化物基熔剂的存在下，焊接铝和铝合金的本专利技术方法包括熔剂含有氟锌酸碱金属盐或由碱金属氟化物和氟化锌助熔剂形成的混合物，并在420-600℃的温度下、优选低于590℃的温度下进行焊接。氟锌酸碱金属盐或由碱金属氟化物和氟化锌形成的混合物在这种温度下起熔剂的作用是人们未预料到的。但是，令人惊奇的是，尽管要在远低于所使用的氟锌酸碱金属盐熔点的温度下进行焊接，但是氟锌酸碱金属盐能起熔剂的作用。KZnF3和K2ZnF4的熔点例如为870℃和737℃，在低于600℃的温度下根本不能进行焊接。下面的解释表明在形成焊剂的组分例如硅的存在下形成一种铝-硅低共熔混合物。根据电化学过程，就地产生了一种氟铝酸碱金属盐熔剂；例如认为KZnF3+Al(来自铝-硅合金)转变成KAlF4或FK和AlF3和锌金属。这不过仅说明了可以解释诸如焊接过程和锌形成中存在的现象。以上事实表明可用碱金属氟化物(或多种碱金属氟化物)和氟化锌的混合物进行焊接。碱金属氟化物与氟化锌的摩尔比在约1∶1的范围内，例如1∶1．05-1．05∶1但两种组分中的任一组分也可以过量很多，特别是氟化锌。当然优选使用氟锌酸碱金属盐，因为它们能很好地焊接。本专利技术中的概念“氟锌酸碱金属盐”包括通式(MF)x·(ZnF2)y的化合物，其中M=Li、Na、K、Rb、Cs，0＞x≥4以及0＞y≥4。“碱金属氟化物”包括Li、Na、K、Rb和Cs的氟化物。x和y优选是整数，即彼此独立地代表1、2、3或4；但是x和y彼此间也可以以非整比化学计量的比例存在。x、y或两者尽管都大于零，但不是整数。在这种情况下，最好y大于x。本专利技术中的概念“熔剂”包括那种在焊接时能净化所需表面(特别是除去氧化层)的那种化合物。熔剂可由氟锌酸碱金属盐组成；此外，不含其它熔剂。所述熔剂除了氟锌酸碱金属盐外也可含有其它熔剂。熔剂例如是由氟锌酸碱金属盐和氟铝酸碱金属盐，例如氟铝酸钾和／或氟铝酸铯的混合物制成的。氟锌酸碱金属盐既可以纯的化合物形式存在，也可以氟锌酸碱金属盐混合物的形式存在。例如可使用纯的氟锌酸钾或纯的氟锌酸铯。在这种情况下，包括具有单相或多相的化合物。例如使用纯的KZnF3或KZnF3和K2ZnF4的混合物。还可使用具有各种碱金属阳离子的相应混合物。优选的氟锌酸盐是氟锌酸钾和氟锌酸铯。这当然也包括混合物。如果在熔剂中氟锌酸铯是唯一使用的氟锌酸盐，那么其含量为5重量％或更高。熔剂中氟锌酸碱金属盐的含量优选高于30重量％，更优选50重量％或更高。给出的百分数是按所使用的熔剂为100重量％计的。如果不使用纯的氟锌酸碱金属盐熔剂，那么其它的熔剂是按100重量％混合物计的剩余值，尤其是基于氟铝酸钾和／或氟铝酸铯的熔剂。所述熔剂可以是其它熔剂的几倍，而不使用助剂。例如可用纯熔剂焊接焊镀的薄铝板。除了熔剂外，可使用的组分包括必要时的助剂。熔剂也可含有助剂，例如结合剂、弥散剂、焊剂、焊剂前体、形成焊剂的材料例如金属氟硅酸盐，特别是碱金属氟硅酸盐，或稳定剂。在本专利技术的方法中，由纯的氟锌酸碱金属盐以及同时含氟铝酸钾和／或助剂的熔剂组成的熔剂是极其适用的。如果熔剂中含结合剂，那么其适宜含量为10-90重量％。如果熔剂中含焊剂，那么其适宜含量为25-75重量％。例如US 5100048和5190596公开了所述熔剂，它们含有混入的形成焊剂的金属例如硅、铜或锗。其含量约为10-80重量％。也可未超出或超出上述含量范围。通过小量的试验(焊接试验)可以确定起有效作用的最低值或最高值。焊剂前体也可含有氟硅酸金属盐例如氟硅酸碱金属盐，例如六氟硅酸钾。如果含有焊剂前体，那么其适宜含量为5-95重量％。上述百分数是按所使用的熔剂总量为100重量％计的。正如德国申请19636897．9所述的，如果熔剂中含有至少6重量％K2SiF6，那么可进行无焊剂焊接。根据EP-A810057，这同样适合于含7-15重量％氟硅酸金属盐例如Cs2SiF6、CsHSiF6、或CsKSiF6的熔剂。对此，在含K2SiF6时，其含量优选为25-50重量％，甚至达75重量％。但是，如果熔剂中还含有少量的金属氟硅酸盐，例如1重量％至低于6重量％，那么不仅对熔剂的特性例如需焊接表面的润湿性产生积极的影响，而且也对熔剂的熔点产生积极的影响。在镀覆使用悬浮体形式的熔剂时，还可含有稳定悬浮体的弥散剂。按已知的方式将熔剂施加在由铝或铝合金构成的需连接的构件上。根据熔剂具有的良好的流化特性，可采用静电喷射工艺进行干燥。另一种方法是将水或有机溶剂悬浮液状或膏状的熔剂施加在需连接的材料上。水或有机溶剂的悬浮体中，熔剂的适宜含量为15-75重量％。也可使用悬浮在有机液体中的熔剂悬浮液，一般使用下列物质作为有机溶剂例如醇，尤其是甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇以及多元醇。其它的有机液体(“载体”)是醚，例如二甘醇一丁醚、酮，例如丙酮，醇、二元醇或多元醇的酯。膏体用的粘合剂的实例是乙基纤维素。借助于在诸如丙酮类的有机溶剂中可溶解的成膜剂--常规的聚合物，可将必要时含有焊剂或焊剂前体的熔剂施加在工件上，并在蒸发掉溶剂后形成一层牢固的粘附膜。合适的聚合物的实例是(甲基-)丙烯酸酯。然后在焊接时，蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝和铝合金的焊接方法，其中熔剂含有氟锌酸碱金属盐或由碱金属氟化物和氟化锌形成的混合物，在３９０－６００℃的温度下、优选在４２０－６００℃的温度下进行焊接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U西西克库罗，J福莱斯，A拜克尔，
申请(专利权)人：索尔微氟及衍生物有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]